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屋内測位技術の最新動向~PDRの活用が鍵に~
名古屋大学/位置情報サービス研究機構
河口信夫
2015年11月27日13:40~14:50 G空間EXPO2015ステージ
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本日の講演者松下 裕介 様株式会社リコー リコーICT研究所
システム研究センター 所属
上坂 大輔 様株式会社KDDI研究所データマイニング応用グループ 研究主査
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屋内コンテキスト認識技術•位置推定
• ナビゲーション•動線解析
• 業務改善•生活行動支援(コンテキストアウェア)
集団のコンテキスト•人流解析
• マーケティング•避難支援
屋内測位
BLE/iBeacon音波タグ
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屋内位置測位技術の最新状況• WiFi → PlaceEngine , Lisra WiFi, CISCO MSE
+ 展開・実装が容易、安価
- 精度不安定 iPhone では利用できない問題
• IMES → IMES+ すべての端末(スマホ)に搭載される可能性
– 測定遅い, 実用化は 2018年~• 音波 / 光 /iBeacon → shopkick, スマポ, Apple
+ 位置推定精度は高い、端末対応(音)- 広域では利用できない、専用アプリ・端末(光)
• PDR(自律測位)
+ 安価、精度も期待できる
- 絶対位置がわからないため、他の技術と複合が必要
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コンテキスト認識に用いられる技術•屋内位置推定(測位)
• BLE, WiFi, 音波, PDR, 磁気, 気圧等を融合•行動認識(静止・歩行・階段上下)•姿勢推定(寝る・座る・立つ)•環境認識(音・明るさ)
歩行者デッドレコニング(PDR)
特に重要なのは
WiFi, 音波, BLE, IMES等を使う場合でも補完技術として必要!
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追加インフラ不要の位置推定手法•歩行者デッドレコニング(PDA)
• 内臓センサ(加速度・ジャイロ・気圧等)を利用して歩幅・歩数・移動方向を推定
• 相対的な移動経路の取得が可能
• 他のシステムとの統合
• 誤差が累積
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スマートホン・センサによる姿勢推定
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スマートホンの内部センサのみを利用
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スマートホン・センサによるPDR
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方向/歩数/1歩毎の距離から経路を推定
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PDR(歩行者デッドレコニング)の課題•多数のPDR技術が実用投入されつつある
• 多様な実装、性能もまちまち• 国交省の実証では、7団体がPDRを投入• G空間シティ事業でも異なるPDRを利用
•評価方法も確立されていない• 距離や経路の複雑さで、精度が変化• PDRベンチマーク標準化(準備)委員会
(産総研 蔵田氏)(立ち上げ賛同 24組織)
•評価用データも十分ではない• HASC-IPSC(100名分の屋内移動データ)
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UbiComp/ISWC PDR Challenge• PDRの性能を様々な側面で競う•目的:
• 多様な PDR エンジンの性能評価
•評価指標そのものの評価
• 今後のPDR評価用のデータ収集• 多様な端末、多様なユーザ• 端末の性能評価もできる
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PDRエンジンの評価方法多様な評価指標が考えられる•位置、方向(方位)、距離
•高さ(階段の段数)
•バッテリ消費
•安定性/ロバスト性
•レスポンス(遅延)•他にも?
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さらに複雑なことに•本来はPDRは単独では利用されず、他の手法との補完技術として利用される
• BLE/音波/IMES/WiFiなど
•他の技術と、どのように融合するかも重要なPDRの利用手法(これについては、評価が一段と困難)
• 融合方法の評価• 他でリセットされてからの精度評価など
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UbiComp/ISWC会場でのメリット•多数の被験者(参加者800人以上)(国際的な被験者を確保可能)
• PDR技術の認知度向上
•データは成果として国際公開
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実施方法•会場に事前にコースを作成
•参加者にアルゴリズムを提出→ 評価システムを構築して運用
•被験者にコースにそって歩いてもらう
•被験者がどんどん参加できるように被験者にも参加賞を
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PDRアルゴリズム評価システム
ALG1
ALG2
ALG3
R1
R2
R3
評価サーバ
PDR Challenge歩行コーパス
PDR app
ALG1ALG
2ALG
3
ALG1ALG
2ALG
3
Evaluation Result
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PDR実施の様子
10 LIDAR sensors placed at Tower C Taking Traces for Ground Truth data
PDR Data Collection withsupporter
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PDR Challenge データ収集の結果
•総被験者数: 105•総経路数 : 343•データサイズ: 660MByte•LIDAR データ: 2.5Gbyte
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実施例
Assigned route
Estimated route
Horizontal View
Vertical View
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Assigned route
Estimated route
Horizontal View
Vertical View
実施例
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評価結果
Error Avg. [m]
Error SD.
Team Freshers 12.96 9.21TUT USL 13.06 7.78
No PDR, No future. 3.49 1.69Kohei Kanagu 10.67 6.53Team UCLAB(unofficial)
46.93 9.37
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評価結果
Error Avg. [m]
Error SD.
Team Freshers 12.96 9.21TUT USL 13.06 7.78
No PDR, No future. 3.49 1.69Kohei Kanagu 10.67 6.53Team UCLAB(unofficial)
46.93 9.37
(evaluation by 231 traces)
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優勝チーム
「No PDR, No future.」KDDI研究所
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ここからはKDDI研究所 上坂 大輔 様
PDR Challenge 及び、PDRに関する取り組み
リコー 松下 裕介 様PDR Challenge Exhibition Hybrid PDR システムの紹介
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議論• PDR はビジネスになるか?
•ハイブリッド測位の方法論
•評価は?
•ビーコンの配置間隔?
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PDRの将来•屋内測位において、PDRは必須技術
•各社の競争領域ではあるが、ある程度は協調して一緒にデータ収集・研究開発